地下結構逆作施工時水平與豎向結構節點處理方法

劉繼來

（山西四建集團有限公司，太原030006）

地下結構逆作施工時水平與豎向結構節點處理方法

劉繼來

（山西四建集團有限公司，太原030006）

地下結構采用逆作法施工時，與常規的施工方法不同的是先施工水平結構，再施工豎向結構，水平與豎向結構節點施工質量對整個逆作法施工起到關鍵的作用。針對太原紅星美凱龍項目地下結構采用局部逆作法施工，總結了逆作法結構相關節點施工工藝。可為北方地區類似工程提供參考。

逆作施工;節點設計;環梁節點

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.119

1 引言

目前，國內高層建筑正朝著超高層、大規模、大體量的方向發展，施工現場在施工過程中可利用的場地越來越受局限，因此，采用逆作法對地下結構進行施工將成為建筑施工的趨勢。由于逆作法施工不同于其他施工方法，其要求先施工水平結構，后施工豎向結構，水平結構和豎向結構節點施工的質量對整個逆作法施工起到關鍵的作用。針對太原紅星美凱龍項目地下結構采用局部逆作法施工，施工過程中通過研究與運用總結了逆作法結構相關節點施工方法。

2 豎向支撐柱與水平梁板節點處理方法

在逆作結構施工中,中間臨時支撐柱與梁板節點的設計與施工,主要解決的問題是水平梁板的梁鋼筋與中間臨時支撐柱的連接問題,即保證梁柱節點混凝土結構施工完成后,水平梁板與臨時支撐柱之間的梁柱節點的成型質量和所受內力分布同設計計算簡圖一致。

水平梁板與臨時支撐柱之間的梁柱節點的設計和施工主要取決于中間臨時支撐柱的結構形式。中間臨時支撐柱通常采用型鋼格構柱和鋼管混凝土柱2種形式，水平梁鋼筋與臨時支撐柱連接方法通常采用:（1）預先鉆孔法：在中間臨時支撐柱型鋼上鉆孔，從中穿過梁鋼筋；（2）傳力鋼板法：在中間臨時支撐柱的型鋼翼緣處焊接傳力鋼板，梁板受力鋼筋焊接到傳力鋼板上。鉆孔法節點簡單、柱梁節點混凝土澆筑成型好，但是在型鋼上鉆孔可能會使柱截面受到破壞,導致承載力降低。而傳力鋼板法可以解決鉆孔過多、削弱柱截面、降低承載力的問題,但是材料消耗比較大,鋼筋焊接工作量大且傳力鋼板下面的焊縫施焊困難,施工工藝復雜,而且不能保證傳力鋼板下的混凝土澆筑密實[1]。中間臨時支撐柱采用鋼管混凝土柱時,還可以采用鋼牛腿和接駁器2種形式。這2種方法在實際逆作法施工中也存在一些缺陷，如：材料使用量大、接駁器位置及不能保證焊接質量等。

3 地連墻與梁板節點的處理方法

逆作法施工是充分利用水平梁板水平支撐力無限大的原理作為地下連續墻的可靠水平支撐,結構設計中水平梁板與地下連續墻大多按固結考慮,所以此處的節點的可靠性非常重要,必須設法確保梁斷面的抗彎、抗剪強度以及梁端受力鋼筋的錨固或連接等滿足設計要求。地下連續墻與梁板的連接節點形式通常有預埋鋼筋法、預埋鋼板法、齒形接頭法、錐螺紋鋼筋接頭法等。

這些方法各自有它的優缺點：預埋鋼筋法構造施工過程比較簡單、方便。但是扳直直徑較大的鋼筋需采用較大的工具，而且扳出的鋼筋不順直,導致與水平梁板鋼筋連接不規矩，甚至產生初始應力，對結構受力不利；預埋鋼板法雖然施工方便、接頭受力性能較好，但是對焊接人員和鋼筋焊接質量要求高、現場焊接工作量大、施工進度緩慢，如焊接出現問題，也將導致受力不能滿足要求；錐螺紋鋼筋接頭法施工速度較快、施工簡便且不受氣候影響，但是地下連續墻施工不能保證錐螺紋鋼筋接頭位置預埋準確，需采取較好的固定措施來保證。本工程綜合以上幾種做法的優缺點采用了預埋連接鋼板、圍檁梁與其焊接連接的做法。

4 地下連續墻與底板節點的處理

在逆作法施工中，基礎底板是逆作施工的最后一層水平結構，由于逆作法施工的特殊性，連續墻埋深大于基礎埋深，所以在基礎底板與地下連續墻連接節點處，需要滿足2個要求：（1）考慮結構本身的抗震作用，使基礎底板與地下連續墻連成一個整體,達到和設計時假定的節點構造相一致；（2）使基礎底板和地下連續墻連接更加緊密,確保防水質量，以避免地下水通過該節點進入地下室內，造成地下室滲漏，影響施工質量。本工程施工中,通過在地下連續墻施工時在基礎底板位置處預埋直螺紋接頭,底板鋼筋利用直螺紋接頭與地下連續墻連接,通過在地下連續墻上鑿出凹槽、焊接止水鋼板來增強防水能力。

5 后期地下豎向結構施工縫處理方法

逆作法施工中，豎向結構后期施工時由于上下水平梁板已經施工完畢，所以豎向結構頂部與兩接頭處會出現施工縫，由于混凝土會因為收縮在上表面形成空隙，使梁柱接觸面存在質量缺陷。為了保證混凝土結構受力，保證豎向構件在垂直方向將應力有效地向上、下構件傳遞，并保證混凝土密實度。這也給施工單位提出了更高的要求，因此，深入研究逆作法后期地下豎向結構施工縫的處理方法也成為施工單位的一個課題。

現階段常用的接縫處理方式主要有注漿法、灌漿法和超灌法等。

5.1 注漿法

注漿法是豎向結構按照常規做法施工完成以后，等到混凝土收縮基本完成，采用高強度注漿材料對接縫處進行處理的施工方法。注漿材料需使用高流動狀態低收縮性的材料，強度一般高于原混凝土結構至少一個等級以上。注漿法主要適用于后期施工的豎向結構承載能力和變形要求較高的混凝土構件或幾何尺寸大的混凝土構件，比如逆作法施工時，上下同步施工的結構柱以及存在滲漏水隱患的墻體等。

5.2 灌漿法

灌漿法與注漿法不同的是地下豎向結構混凝土澆筑完成時，后期澆筑墻柱與水平結構之間需預留大于50 mm的空間，再用高于原結構等級的高強無收縮灌漿料填充密實。灌漿法使用的灌漿料流動性能好，基本無收縮、強度高、澆筑密實性好，能夠保證施工質量，在混凝土澆筑、振搗條件差、幾何空間狹小、施工受限制等特殊部位，采用此種方法最能體現它的優勢，但是，有學者提出：人為地把原本1條施工縫變成了2條施工縫，是否會對結構受力有影響，并且灌漿料價格昂貴，會增加施工成本。

5.3 超灌法

超灌法是受混凝土框架結構填充墻構造柱澆注方法的啟發，在水平結構施工時提前預留混凝土澆搗孔、在地下豎向結構支設模板時上口預留喇叭口的措施。進行后期地下豎向結構混凝土澆筑時，喇叭口處的混凝土澆筑面需超出施工縫300 mm[2]。超灌法是逆作法后期豎向結構施工中比較常用的施工縫處理工藝，這種方法能夠較好地保證施工質量，成本也較低，但是對使用的材料、操作工人的責任心和施工操作的工藝等有比較高的要求。

超灌法是逆作法施工中最常用的地下豎向結構接縫處理方法。本工程通過提前預留澆搗孔以及在支設模板時留設喇叭口等措施，采用本方法進行地下豎向結構混凝土澆筑，效果較好。

6 結語

通過在太原紅星美凱龍項目的實施應用，本文介紹的這些深基坑逆作法施工中的節點處理方法，保證了逆作法施工過程中各種受力結構的合理連接,達到了設計規范的要求，從而滿足了各主要節點的受力要求,又與逆作法施工的施工工藝相匹配。這些節點處理辦法的產生及應用從施工工藝角度保證了節點的施工質量,也使紅星美凱龍項目逆作法施工的成功應用成為本地區的應用典范，從而為逆作法在北方地區的發展和應用奠定了堅實基礎。

【1】沈詠，王祺國，李明華，等.特大型商業地產建筑深基坑逆作法施工實踐[J].建筑施工，2012(6):509-511.

【2】曹少衛.高層建筑逆作法施工技術研究[D].西安：西南交通大學，2007.

Handling Methods of Horizontal and Vertical Structure Nodes in Underground Structure Top-Down Construction

LIU Ji-lai
(Shanxi Sijian Group Co.Ltd.,Taiyuan 030006,China)

There is a difference between top-down construction and traditional construction on underground structures,in construction sequence the vertical structure construction is after horizontal.The horizontal and vertical structure nodes play key role in top-down construction. This paper summarizes the construction technology of structure nodes in top-down construction according the top-down construction apply on underground structure of Macalline engineering in Taiyuan city.It can provide a reference to related engineering in north area.

top-down construction;node design;ring beam node

TU753

A

1007-9467（2016）11-0038-03

2016-09-27

劉繼來（1972～），男，山西太原人，高級工程師，從事建筑施工技術管理研究。